JP6737850B2 - オイルセパレータユニット - Google Patents

Description

本発明は、ブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するオイルセパレータユニットに関する。

従来より、ブローバイガスが通過する複数の貫通孔が開口された上流側のプレートと、貫通孔を通過したブローバイガスが衝突する下流側のプレートと、これら一対のプレートの間に上流側のプレートの表面から隙間を空けて配置された繊維材とを有する、いわゆるインパクタフィルタ式のオイルセパレータユニットが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１の記載のユニットにおいては、一対のプレートと繊維材とがそれぞれ上下方向に細長の略矩形状に形成されるとともに、一対のプレートが上下一対の連結部を介して連結され、上下一対の連結部により繊維材の上下方向の位置が規制される。

米国特許出願公開第２０１１／０１７９７５５号明細書

しかしながら、上記特許文献１記載のユニットのように、上下一対の連結部によって一対のプレートを連結する構成では、一対のプレート同士の相対位置を精度よく規定することができ、オイルミストの十分な分離効果を得ることができないおそれがある。

本発明の一態様は、内燃機関で発生したブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するオイルセパレータユニットであって、ブローバイガスの流れ方向の上流側に設けられ、ブローバイガスが通過する開口部を有する上流側部材と、ブローバイガスの流れ方向の下流側に設けられ、ブローバイガスが衝突する衝突部を有する下流側部材と、上流側部材に対向する第１面と下流側部材に対向する第２面とを有するとともに、所定厚さの略矩形状に形成され、開口部を通過したブローバイガスに含まれるオイルミストを捕捉する多孔質材と、を備える。上流側部材は、第１面に対向する上流側対向面と、上流側対向面の周縁部に設けられた略Ｕ字状ないし略コ字状の一対の凹部と、を有し、下流側部材は、一対の凹部にそれぞれ嵌合する略Ｕ字状ないし略コ字状の一対のフランジ部を有するとともに、第２面に対向する下流側対向面と、開口部の通過後のブローバ０ガスの流れ方向に沿って延在し、一端部が、略Ｕ字状ないし略コ字状に延在する一対のフランジ部の端部に接続され、他端部が下流側対向面に接続された複数の連結部と、を有し、上流側部材は、上流側対向面から突設され、第１面を支持する複数のスペーサをさらに有し、複数の連結部は、多孔質材の側面を支持する支持面を有するとともに、オイルセパレータユニットを側方から見たときに複数のスペーサと重なるように、複数のスペーサの突出方向に対し略平行に延設される。

本発明によれば、上流側部材に対する下流側部材の相対位置を精度よく規定することができ、オイルミストの十分な分離効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係るオイルミストセパレータを有するオイルセパレータシステムの概略構成を示す図。 本発明の実施形態に係るオイルミストセパレータの分解斜視図。 本発明の実施形態に係るオイルミストセパレータの組立状態における要部構成を簡略化して示す断面図。 本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットの分解斜視図であり、左斜め後方から見た分解斜視図。 本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットの分解斜視図であり、左斜め前方から見た分解斜視図。 本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットの組立状態を示す斜視図。 本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットを構成する上流プレートの正面図。 本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットを構成する下流プレートの正面図。 本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットの組立状態を示す側面図。 変形例に係るオイルセパレータユニットの正面図。 図９ＡのＢ−Ｂ線に沿った断面図。

以下、図１〜図９Ｂを参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係るオイルセパレータユニットは、オイルミストセパレータの一部を構成する。図１は、本実施形態に係るオイルミストセパレータを有するオイルセパレータシステムの概略構成を示す図であり、内燃機関としてのエンジン１の上部を模式化して示す。なお、図１には、エンジン１を車両へ搭載した状態における車両の前後方向および上下方向を矢印で示す。前後方向は車両長さ方向に相当し、上下方向は車両高さ方向（重力方向）に相当する。

図１に示すように、エンジン１は、複数のシリンダが側面視でＶ字型に配置されたＶ型エンジン（例えばＶ型６気筒エンジン）である。すなわち、エンジン１は、シリンダブロック２上に前後一対のヘッド部３Ｆ，３Ｒが、鉛直線に対しそれぞれ前方および後方に傾斜して設けられることにより、前後一対のバンク４Ｆ，４Ｒが形成されたＶ型エンジンとして構成される。

ヘッド部３Ｆ，３Ｒは、それぞれシリンダブロック２の上端部に取り付けられたシリンダヘッドと、シリンダヘッドの上端部に取り付けられたシリンダヘッドカバー等により構成される。シリンダブロック２の下方には、クランクケース５が設けられ、さらにその下方にオイルパンが設けられる。オイルパンには、クランクケース５内のクランク室５ａを経由して潤滑油が貯留される。

図１には、エンジン１の吸気系統の構成が示される。吸気系統は、エアクリーナー６、吸気通路７および吸気マニホールド８を介して流れた吸気を、エンジン１の各シリンダの燃焼室に供給するように構成される。吸気通路７には、タービン９ａとともに過給機９を構成する圧縮機９ｂが設けられ、さらにその下流に、エンジン１への吸気量を調整するスロットルバルブ１０が設けられる。エンジン回転数が低い状態では（非過給時）、吸気マニホールド８内が負圧となってエンジン１に吸気される。一方、エンジン回転数が高い状態では（過給時）、過給機９により過給されるため、吸気マニホールド８内は正圧となる。

本実施形態に係るオイルセパレータシステム１００は、前後一対のヘッド部３Ｆ，３Ｒの上端部にそれぞれ設けられた一対のオイルミストセパレータ１０１（１０１Ｆ，１０１Ｒ）と、前側オイルミストセパレータ１０１Ｆと吸気マニホールド８とを接続する通路１１と、エアクリーナー６と圧縮機９ｂとの間の吸気通路７から分岐し、後側オイルミストセパレータ１０１Ｒに接続される通路１２とを有する。通路１１の一端部、すなわちオイルミストセパレータ１０１Ｆ側の端部には、開閉弁１３が設けられる。開閉弁１３は、吸気マニホールド８内が負圧のときに開放し、正圧のときに閉鎖するように構成される。開閉弁１３は、開放時にオイルミストセパレータ１０１Ｆから通路１１へのガスの流れを許可し、これと反対方向の流れを禁止するように構成される。

クランク室５ａは、シリンダブロック２とシリンダヘッドとに設けられた不図示の連通孔を介してオイルミストセパレータ１０１Ｆ，１０１Ｒの内部空間ＳＰ（図３）に連通する。クランク室５ａには、エンジン作動時に、エンジン１のシリンダの燃焼室から、未燃焼成分を含むブローバイガスが漏洩する。このブローバイガスには、クランク室５ａで浮遊するオイルミストが含まれる。なお、図１では、便宜上、未燃焼成分を含むブローバイガスを矢印Ａ１，Ｂ１で、オイルミストを含むブローバイガスを矢印Ａ２，Ｂ２でそれぞれ示す。

吸気マニホールド８内が負圧のときは、開閉弁１３が開放し、図１の矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３（実線）に示すように、ブローバイガスがオイルミストセパレータ１０１Ｆ、開閉弁１３および通路１１を介して吸気マニホールド８内に吸い込まれる。この過程で、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルミストセパレータ１０１Ｆで分離および除去され、オイルミストを含まないブローバイガスが吸気マニホールド８に供給される。このとき、矢印Ａ４（実線）に示すように、通路１２および後側のオイルミストセパレータ１０１Ｒの内部空間を通ってクランク室５ａ内に新気が供給され、クランク室５ａ内が換気される。

一方、吸気マニホールド８内が正圧のときは、開閉弁１３が閉鎖し、図１の矢印Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３（点線）に示すように、ブローバイガスがオイルミストセパレータ１０１Ｒおよび通路１２を介して圧縮機９ｂの上流側から吸気通路７に吸い込まれる。この過程で、ブローバイガスに含まれるオイルミストがオイルミストセパレータ１０１Ｒで分離および除去され、オイルミストを含まないブローバイガスが圧縮機９ｂおよびスロットルバルブ１０を介して吸気マニホールド８に供給される。

オイルミストセパレータ１０１（１０１Ｆ，１０１Ｒ）の構成について説明する。なお、前側オイルミストセパレータ１０１Ｆと後側オイルミストセパレータ１０１Ｒの基本的構成は同一である。図２は、オイルミストセパレータ１０１の分解斜視図（前側斜め下方から見た斜視図）であり、図３は、オイルミストセパレータ１０１の組立状態における要部構成を簡略化して示す断面図である。図２，３には、図１と同様、前後方向および上下方向を矢印で示すとともに、さらに図２には、左右方向も矢印で示す。左右方向は車幅方向に相当する。

なお、エンジン１はＶ型エンジンであるため、オイルミストセパレータ１０１が取り付けられるシリンダヘッド上面は水平面に対し前後方向に傾斜している。このため、シリンダヘッド上面（傾斜面）に対し垂直な方向は、厳密な意味での上下方向ではなく、略上下方向である。しかし、オイルミストセパレータ１０１は、傾斜面に取り付けられても十分に機能するため、以下では、シリンダヘッド上面に対し垂直な方向を上下方向（重力方向）として扱う。すなわち、オイルが滴下する方向だけでなく、オイルが重力により後述するプレート部５１（図４Ａ）の壁面に沿って流れる方向を重力方向として扱う。

図２，３に示すように、オイルミストセパレータ１０１は、ガスケット１５を介してシリンダヘッド１６の上面に装着される下ケース２０と、下ケース２０の上面に固定される上ケース３０と、ケース２０，３０によって形成される空間ＳＰ内に収容されるオイルセパレータユニット（単にセパレータユニットと呼ぶ）１０２とを有する。下ケース２０と上ケース３０とは、シリンダヘッドカバーの一部を構成する。さらにこれらは、シリンダヘッド１６とともに図１のヘッド部３Ｆ，３Ｒの一部を構成する。下ケース２０は全体が略板状を呈する。上ケース３０は全体が、底面が開口されたハウジング形状を呈する。

下ケース２０と上ケース３０とは、それぞれ樹脂を構成材として樹脂成形により形成される。下ケース２０には、その周縁に全周にわたってフランジ部２１が設けられる。上ケース３０には、その下端部にフランジ部２１に対応して全周にわたってフランジ部３１が設けられる。フランジ部２１の上面とフランジ部３１の下面とは、例えば振動溶着され、これにより下ケース２０と上ケース３０とが一体化され、ケース２０，３０内に空間ＳＰが形成される。

上ケース３０の内部には、左右方向にわたって隔壁３２が延設され、隔壁３２により空間ＳＰが後側の第１空間ＳＰ１と前側の第２空間ＳＰ２とに区画される。隔壁３２には、セパレータユニット１０２の周縁形状に対応して、その下面から上方にかけて略コ字状の切り欠き３３が形成される。切り欠き３３には、その周縁全体にわたって凹状のスリット３３ａが設けられ、セパレータユニット１０２は、後述するようにその周縁部がスリット３３ａに沿って下方から嵌合される。この状態でケース２０，３０同士が溶着されることで、セパレータユニット１０２は、スリット３３ａにより位置を拘束されながらケース２０，３０間に挟持され、これによりオイルミストセパレータ１０１が組み立てられる。組立が完了したオイルミストセパレータ１０１は、フランジ部２１，３１を貫通する複数のボルトにより、シリンダヘッド１６の上面に固定される。

下ケース２０の左端部には、下ケース２０を上下方向に貫通する略矩形状の貫通孔２２が設けられ、貫通孔２２を介して第１空間ＳＰ１とシリンダブロック２の下方のクランク室５ａとが連通する。これにより、貫通孔２２を介してクランク室５ａから第１空間ＳＰ１にブローバイガスを流入させることができる。第１空間ＳＰ１に流入したブローバイガスは、セパレータユニット１０２によりオイルミストが分離されて、第２空間ＳＰ２に流入する。上ケース３０の上端部には、前後方向に向かい略円筒形状のパイプ部３４が突設され、パイプ部３４を介して第２空間ＳＰ２と通路１２とが、または第２空間ＳＰ２と開閉弁１３とが連通する。これにより、パイプ部３４を介して第２空間ＳＰ２からブローバイガスを流出させることができる。

さらに下ケース２０には、下方に膨出した膨出部２３が設けられる。図３に示すように、膨出部２３は切り欠き３３の直前方に位置し、膨出部２３により凹状空間ＳＰ３が形成される。膨出部２３の最下部には、下ケース２０を上下方向に貫通する小径の貫通孔２４が設けられ、貫通孔２４を介して第２空間ＳＰ２とクランク室５ａとが連通する。これにより、セパレータユニット１０２で分離されたオイルは、空間ＳＰ３に導かれた後、貫通孔２４を介してクランク室５ａに戻される。

以下、本実施形態に係るセパレータユニット１０２の構成について詳細に説明する。図４Ａ，図４Ｂは、それぞれセパレータユニット１０２の分解斜視図（左斜め後方および左斜め前方から見た図）であり、図５は、セパレータユニット１０２の組立状態を示す斜視図（左斜め後方から見た図）である。なお、以下では、図１〜図３に合わせて、便宜上、図示のように上下方向、前後方向および左右方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。セパレータユニット１０２は、上下方向の全長が数ｃｍ程度であり、ボルトなどの締結手段を用いずに組み立てられる。

セパレータユニット１０２は、インパクタフィルタ式である。図４Ａ，図４Ｂに示すように、セパレータユニット１０２は、ブローバイガスの流れ方向上流側、すなわち後方に配置された上流プレート４０と、ブローバイガスの流れ方向下流側、すなわち前方に配置された下流プレート５０と、上流プレート４０と下流プレート５０との間に配置された繊維材６０とにより構成される。

繊維材６０は、前面６１および後面６２と、上面６３および下面６４と、左面６５および右面６６とを有し、全体が略直方体形状を呈する。繊維材６０の上下方向（長手方向）の長さは左右方向（短手方向）の長さ（幅）よりも長く、繊維材６０は上下方向に細長に形成される。繊維材６０の後面６２は上流プレート４０に対向し、前面６１は下流プレート５０に対向する。

上流プレート４０は、前後方向の所定の板厚を有する略矩形のプレート部４１と、プレート部４１の前面４１ａから前方に突設された複数（図では１０個）のスペーサ４２とを有する。図４Ａに示すように、プレート部４１の後面４１ｂは平坦ないしほぼ平坦に形成される。上流プレート４０は、樹脂を構成材として一体成型により形成されるとともに、全体が左右対称に構成される。図６は、上流プレート４０を前方から見た上流プレート４０の正面図である。なお、図６には、セパレータユニット１０２の組立時における繊維材６０の位置を二点鎖線で示す。

図４Ａ，図６に示すように、プレート部４１の上下方向（長手方向）の長さは、左右方向（短手方向）の長さ（幅）よりも長い。すなわち、プレート部４１は、左右方向の幅が一定ないしほぼ一定で、上下方向に細長に形成される。プレート部４１の左右方向中央部には、幅一定で上下方向に細長の貫通孔４３が穿設される。なお、貫通孔４３の上下端部はそれぞれ円弧状（半円状）に形成される。

図４Ｂ，図６に示すように、複数のスペーサ４２は、貫通孔４３の上端部から下端部にかけて上下方向等間隔に、かつ、貫通孔４３を挟んで左右対称に設けられる。複数のスペーサ４２は、それぞれ板状に形成され、左右方向に互いに平行に延在する。なお、複数のスペーサ４２を、便宜上、上側から順番に、第１スペーサ４２１、第２スペーサ４２２、第３スペーサ４２３、第４スペーサ４２４および第５スペーサ４２５と呼ぶことがある。

左右のスペーサ４２１〜４２５の前面４２ａは、それぞれ繊維材６０の後面６２に当接して繊維材６０を支持する支持面を構成する。スペーサ４２１〜４２５の突出長さ、すなわちプレート部４１の前面４１ａから各スペーサ４２１〜４２５の前面４２ａまでの長さは互いに等しく、各スペーサ４２１〜４２５の前面４２ａは、上下左右方向に延在する同一の仮想平面上に位置する。

左右のスペーサ４２１〜４２５の前面４２ａの左右方向中央部には、互いに同一高さの円柱状の突起部４２ｂがそれぞれ突設される。スペーサ４２１〜４２５の左右方向内側の端面は、貫通孔４３の開口端面の延長面上に位置する。したがって、右側のスペーサ４２１〜４２５の左端面は同一面上に位置し、左側のスペーサ４２１〜４２５の右端面は、それぞれ同一面線上に位置する。このため、各スペーサ４２１〜４２５の前面４２ａの左右方向長さは互いに等しい。

スペーサ４２１〜４２５のうち、左右の第１、第３、第５スペーサ４２１，４２３，４２５の左右方向外側端部には、スペーサ４２の前面４２ａよりも前方に突出したガイド部４４が連設される。図４Ｂに示すように、各ガイド部４４の突出長さは、突起部４２ｂの突出長さよりも長く、かつ、図５に示すように、繊維材６０の厚さ（前後方向長さ）よりも短い。例えば繊維材６０の厚さの１／２〜２／３の範囲で、ガイド部４４の突出長さが設定される。

図６に示すように、左側の第１、第３、第５スペーサ４２１，４２３，４２５のガイド部４４の右端面４４ａは同一直線上に位置し、右側の第１、第３、第５スペーサ４２１，４２３，４２５のガイド部４４の左端面４４ｂも同一直線上に位置する。ガイド部４４の右端面４４ａから左端面４４ｂまでの長さは、繊維材６０の幅（左右方向長さ）に等しい。このため、右端面４４ａは、繊維材６０の左面６５に当接して左面６５を支持する支持面を構成し、左端面４４ｂは、繊維材６０の右面６６に当接して右面６６を支持する支持面を構成する。

貫通孔４３の下方には、プレート部４１の前面４１ａから前方に向けて板状のガイド部４５が突設される。ガイド部４５の突出長さ（前後方向長さ）はプレート部４１の前面４１ａからガイド部４４の前端面までの長さに等しい。ガイド部４５の上面４５ａは、繊維材６０の下面６４に当接して下面６４を支持する支持面を構成する。

プレート部４１の前面４１ａには、上下一対の所定深さの凹部４６，４７が設けられる。上側の凹部４６は、プレート部４１の前面４１ａの上端部から左右の第１スペーサ４２１の左右外側を通って左右の第２スペーサ４２２の左右外側に至るように、プレート部４１の外形形状に沿って略コ字状に形成される。下側の凹部４７は、プレート部４１の前面４１ａの下端部から左右の第５スペーサ４２５の左右外側を通って左右の第４スペーサ４２４の左右外側に至るように、プレート部４１の外形形状に沿って略コ字状に形成される。凹部４６，４７の底面４６ａ，４７ａは、上下左右方向に延在する同一の仮想平面上に形成される。図４Ｂに示すように、凹部４６の左右下端部と凹部４７の左右上端部との間の領域は、凹部４６，４７よりも前方に突出しており、この部分を凸部４８と呼ぶことがある。

図４Ｂ，図６に示すように、凹部４６を構成する略コ字状の周面、すなわち前面４１ａとの境界面４６ｂには、底面４６ａに沿って部分的に係合部が設けられる。より具体的には、左側の第２スペーサ４２２の左端面に隣接して略矩形状に凹んだ係合凹部４６１が、右側の第２スペーサ４２２の右端面に隣接して略矩形状に凹んだ係合凹部４６２が、貫通孔４３の上方に略矩形状に凹んだ係合凹部４６３が、それぞれ設けられる。なお、左側の第１スペーサ４２１のガイド部４４の左端面および右側の第１スペーサ４２１のガイド部４４の右端面は、境界面４６ｂと同一面上ないしほぼ同一面上に位置する。

凹部４７を構成する略コ字状の周面、すなわち前面４１ａとの境界面４７ｂには、底面４７ａに沿って部分的に係合部が設けられる。より具体的には、左側の第４スペーサ４２４の左端面に隣接して略矩形状に凹んだ係合凹部４７１が、右側の第４スペーサ４２４の右端面に隣接して略矩形状に凹んだ係合凹部４７２が、貫通孔４３の下方にガイド部４５の下面に隣接して略矩形状に突出した係合凸部４７３が、それぞれ設けられる。なお、左側の第５スペーサ４２５のガイド部４４の左端面および右側の第５スペーサ４２５のガイド部４４の右端面は、境界面４７ｂと同一面上ないしほぼ同一面上に位置する。

図４Ａ，図４Ｂに示すように、下流プレート５０は、前後方向の所定の板厚を有する略矩形のプレート部５１と、プレート部５１の後方に配置された上下一対のフランジ部５２，５３と、プレート部５１とフランジ部５２，５３とを連結する複数の連結部５４とを有する。図４Ｂに示すように、プレート部５１の前面５１ａは平坦ないしほぼ平坦に形成される。下流プレート５０は、樹脂を構成材として一体成型により形成されるとともに、全体が左右対称に構成される。図７は、下流プレート５０を後方から見た正面図である。なお、図７には、セパレータユニット１０２の組立時における繊維材６０の位置を二点鎖線で示す。

図４Ａ，図７に示すように、プレート部５１の上下方向（長手方向）の長さは、左右方向（短手方向）の長さ（幅）よりも長い。すなわち、プレート部５１は、左右方向の幅が一定ないしほぼ一定で、上下方向に細長に形成される。より詳しくは、プレート部５１は、上流プレート４０のプレート部４１の前面４１ａの形状、すなわち凹部４６，４７を取り除いた前面４１ａの形状にほぼ一致する。プレート部５１は、上流プレート４０の貫通孔４３および繊維材６０を通過したブローバイガスが衝突する衝突部を構成する。

プレート部５１の後面５１ｂには、断面略矩形状の複数（図では３個）の柱状のリブ５５が、左右方向等間隔に後方に突設される。なお、複数のリブ５５を、便宜上、左側から順番に第１リブ５５１、第２リブ５５２および第３リブ５５３と呼ぶことがある。これらリブ５５１〜５５３は、上下方向に互いに平行に延在し、その延在方向はスペーサ４２１〜４２５（図６）の延在方向に対し直交する。リブ５５１〜５５３の左右方向長さ（幅）は互いに等しい。

第２リブ５５２は、プレート部５１の左右方向中央部に位置する。第１リブ５５１は、セパレータユニット１０２の組立状態において、上流プレート４０の左側のスペーサ４２１〜４２５に設けられた突起部４２ｂの列と左右方向ほぼ同一位置に位置する。第３リブ５５３は、上流プレート４０の右側のスペーサ４２１〜４２５に設けられた突起部４２ｂの列と左右方向ほぼ同一位置に位置する。

リブ５５１〜５５３の後面５５ａは、繊維材６０の前面６１に当接して繊維材６０を支持する支持面をそれぞれ構成する。リブ５５１〜５５３の突出長さ、すなわちプレート部５１の後面５１ｂからリブ５５１〜５５３の後面５５ａまでの長さは互いに等しく、リブ５５１〜５５３の後面５５ａは、上下左右方向に延在する同一の仮想平面上に位置する。リブ５５１〜５５３の突出長さは、スペーサ４２１〜４２５の突出長さよりも短い。

第１リブ５５１と第３リブ５５３の後面５５ａには、互いに同一高さの複数（５個）の円柱状の突起部５５ｂがそれぞれ突設される。突起部５５ｂは、上流プレート４０のスペーサ４２の突起部４２ｂと同一形状を呈し、かつ、セパレータユニット１０２の組立状態において、突起部４２ｂと上下方向および左右方向の同一位置に設けられる。

上側のフランジ部５２は、略コ字形状を呈し、その内周面５２ａはプレート部５１の外周面５１ｃ（縁部）の形状とほぼ等しく、外周面５２ｂは、上流プレート４０のプレート部４１の外周面４１ｃ（図４Ａ）の形状とほぼ等しい。下側のフランジ部５３は、略コ字形状を呈し、その内周面５３ａはプレート部５１の外周面５１ｃの形状とほぼ等しく、外周面５３ｂは、上流プレート４０のプレート部４１の外周面４１ｃの形状とほぼ等しい。フランジ部５２，５３の後面５２ｃ，５３ｃは、それぞれ平坦に形成され、上下左右方向に延在する同一の仮想平面上に位置する。フランジ部５２，５３の前後方向長さ（厚さ）は、上流プレート４０の凹部４６，４７（図４Ｂ）の深さとほぼ等しい。

複数の連結部５４は、それぞれ断面略矩形の平板形状を呈する。図７に示すように、連結部５４は、フランジ部５２の内周面５２ａの左右下端部および上端部にそれぞれ一端部（後端部）が固定された連結部５４１〜５４３を含む。連結部５４１〜５４３はそれぞれ前後方向に延在し、その他端部（前端部）は、プレート部５１の左右端部および上端部にそれぞれ固定される。これにより、略コ字状のフランジ部５２の長手方向両端部と中央部とが、それぞれ連結部５４１〜５４３により支持される。連結部５４１〜５４３の断面形状は、上流プレート４０のプレート部４１の係合凹部４６１〜４６３（図６）の形状にそれぞれ等しい。これにより、図５に示すセパレータユニット１０２の組立時に、フランジ部５２が凹部４６に、連結部５４１〜５４３が係合凹部４６１〜４６３にそれぞれ嵌合される。

この嵌合状態において、図７に示す連結部５４１の右端面５４１ａおよび連結部５４２の左端面５４２ａは、図６に示す上流プレート４０の左側のガイド部４４の右端面４４ａおよび右側のガイド部４４の左端面４４ｂと同一面上ないしほぼ同一面上に位置する。このため、これら端面５４１ａ，５４２ａは、ガイド部４４の端面４４ａ，４４ｂと同様、繊維材６０の左面６５および右面６６を支持する支持面を構成する。すなわち、連結部５４１，５４２は、上流プレート４０の第２スペーサ４２２と上下方向同一位置に位置し、かつ、第２スペーサ４２２の左右方向外側に位置しており、ガイド部４４と同様に機能する。また、連結部５４３の下面５４３ａは、繊維材６０の上面６３を支持する支持面を構成する。

さらに連結部５４は、図７に示すように、フランジ部５３の内周面５３ａの左右上端部および左右下端部にそれぞれ一端部（後端部）が固定された連結部５４４〜５４７を含む。連結部５４４〜５４７はそれぞれ前後方向に延在する。連結部５４４，５４５の他端部（前端部）は、プレート部５１の左右端部にそれぞれ固定され、連結部５４６，５４７の他端部はプレート部５１の左右下端部にそれぞれ固定される。これにより略コ字状のフランジ部５３の長手方向両端部と中央部とが、それぞれ連結部５４４〜５４７により支持される。

連結部５４４，５４５の断面形状は、上流プレート４０のプレート部４１の係合凹部４７１，４７２（図６）の形状にそれぞれ等しい。連結部５４６，５４７の上下方向長さは係合凸部４７３の上下方向長さに等しく、連結部５４６，５４７の左右内側の幅は係合凸部４７３の幅に等しい。これにより、セパレータユニット１０２の組立時（図５）に、フランジ部５３が凹部４７に、連結部５４４，５４５が係合凹部４７１，４７２に、連結部５４６，５４７が係合凸部４７３の左右両側の凹部４７に、それぞれ嵌合される。

この嵌合状態において、図７に示す連結部５４４の右端面５４４ａおよび連結部５４５の左端面５４５ａは、図６に示す上流プレート４０の左側のガイド部４４の右端面４４ａおよび右側のガイド部４４の左端面４４ｂと同一面上ないしほぼ同一面上に位置する。このため、これら端面５４４ａ，５４５ａは、ガイド部４４の端面４４ａ，４４ｂと同様、繊維材６０の左面６５および右面６６を支持する支持面を構成する。すなわち、連結部５４４，５４５は、上流プレート４０の第４スペーサ４２４と上下方向同一位置に位置し、かつ、第４スペーサ４２４の左右方向外側に位置しており、ガイド部４４と同様に機能する。

また、図７に示す連結部５４６，５４７の上面５４６ａ，５４７ａは、図６に示す上流プレート４０のガイド部４５の上面４５ａと同一面上ないしほぼ同一面上に位置する。このため、上面５４６ａ，５４７ａは、ガイド部４５の上面４５ａと同様、繊維材６０の下面６４を支持する支持面を構成する。

図８は、セパレータユニット１０２の組立状態の側面図（左側面図）である。図８に示すように、下流プレート５０のリブ５５の後面５５ａからフランジ部５２，５３の後面５２ｃ，５３ｃまでの長さＬ１は、上流プレート４０の凹部４６，４７の底面４６ａ，４７ａからガイド部４４の前端面までの長Ｌ２さよりも長い。したがって、セパレータユニット１０２の組立時に、フランジ部５２，５３の後面５２ｃ，５３ｃは、凹部４６，４７の底面４６ａ，４７ａに当接する。長さＬ１は、連結部５４の長さなどによって定まり、後面５２ｃ、５３ｃが底面４６ａ，４７ａに当接した状態において、リブ５５の後面５５ａからスペーサ４２の前面４２ａまでの長さＬ３が繊維材６０の厚さ（前後方向長さ）と同一ないしほぼ同一となるように、長さＬ１が設定される。

図８に示すセパレータユニット１０２の側面視においては、フランジ部５２の左右下端部に固定された連結部５４１，５４２（５４１のみ図示）が、第２スペーサ４２２と上下方向同一位置において前後方向に延在する。また、フランジ部５３の左右上端部に固定された連結部５４４，５４５（５４４のみ図示）が、第４スペーサ４２４と上下方向同一位置において前後方向に延在する。すなわち、連結部５４１，５４２，５４４，５４５は、セパレータユニット１０２を側方から見たときに、スペーサ４２２，４２４と重なってスペーサ４２２，４２４を外側から覆うように前後方向に延在する。

繊維材６０は、通気性を有する多孔質材の一種であり、弾力性（可撓性や収縮性）を併せて有する。具体的には、繊維材６０は、天然繊維や合成繊維等からなる繊維塊、不織布、偏組物のような繊維集合体等、繊維を主たる構成材として構成される。

本実施形態に係るオイルミストセパレータ１０１の組立方法について説明する。初めに、セパレータユニット１０２を組み立てる。この場合、まず、図４Ｂに示す上流プレート４０の前面４１ａから突設された左右のスペーサ４２のガイド部４４の内側に、繊維材６０を嵌合する。このとき、繊維材６０は、第１、第３、第５スペーサ４２１，４２３，４２５のガイド部４４により、それぞれ上端部の左右側面（左面６５、右面６６）、中央部の左右側面６５，６６、下端部の左右側面６５，６６が支持される。すなわち、繊維材６０の左右側面６５，６６は、長さ方向（上下方向）全体にわたってガイド部４４により支持される。さらに、繊維材６０の下面６４をガイド部４５の上面４５ａに当接させ、繊維材６０の上下方向の位置を拘束する。

次いで、図４Ａに示す下流プレート５０の上下のフランジ部５２，５３を、上流プレート４０のスペーサ４２の周囲の凹部４６，４７にそれぞれ嵌合し、下流プレート５０を上流プレート４０に組み付ける。フランジ部５２，５３は略コ字状に構成されるため、上流プレート４０に対する下流プレート５０の上下左右方向の位置が規定される。このため、下流プレート５０を、上流プレート４０に対し位置ずれすることなく、容易に組み付けることができる。

このとき、前後方向に延在してフランジ部５２を支持する左右一対の連結部５４１，５４２は、第２スペーサ４２２の左右側方の係合凹部４６１，４６２に嵌合する。前後方向に延在してフランジ部５３を支持する左右一対の連結部５４４，５４５は、第４スペーサ４２４の左右側方の係合凹部４７１，４７２に嵌合する。このため、ガイド部４４とともに、連結部５４の端面５４１ａ，５４２ａ，５４４ａ，５４５ａにより繊維材６０の左右側面６５，６６が支持される。つまり、連結部５４１，５４２，５４４，５４５は、フランジ部５２，５３を支持する部材でありながら、ガイド部４４と同様、繊維材６０を支持する部材である。

また、前後方向に延在してフランジ部５２の上端部を支持する連結部５４３は、上流プレート４０の貫通孔４３の上方の係合凹部４６３に嵌合する。前後方向に延在してフランジ部５３の下端部を支持する連結部５４６，５４７は、係合凸部４７３の左右側方の凹部４７に嵌合する。このため、連結部５４３の下面５４３ａおよび連結部５４６，５４７の上面５４６ａ，５４７ａにより、繊維材６０の上下面（上面６３、下面６４）が支持される。その結果、下流プレート５０を上流プレート４０に組み付けると、繊維材６０の左右側面６５，６６および上下面６３，６４が複数のガイド部４４，４５と複数の連結部５４とにより支持され、繊維材６０の上下左右方向の位置が拘束される。

下流プレート５０を上流プレート４０に組み付けた状態では、繊維材６０は、上流プレート４０のスペーサ４２の前面４２ａと、下流プレート５０のリブ５５の後面５５ａとの間に支持される。このとき、前面４２ａおよび後面５５ａ上に突設された突起部４２ｂ，５５ｂが繊維材６０の前後面（前面６１、後面６２）を押圧する。これにより、繊維材６０の前後面６１，６２の位置が突起部４２ｂ，５５ｂにより拘束され、繊維材６０を安定して保持することができる。

図８に示すように、上流プレート４０のプレート部４１と下流プレート５０のフランジ部５２，５３とは、セパレータユニット１０２の周縁部１０２ａを構成する。フランジ部５２の左右下端部とフランジ部５３の左右上端部との間に凸部４８（図４Ｂ）が介在するため、周縁部１０２ａの板厚（前後方向長さ）は、セパレータユニット１０２の全周にわたって一定である。したがって、凹凸形状によりフランジ部５２，５３を容易に位置決めできるだけでなく、組立時の周縁部１０２ａの剛性が高くなる。

以上のようにセパレータユニット１０２を組み立てた（仮組みした）状態において、セパレータユニット１０２の周縁部１０２ａを、図２に示すように、上ケース３０の切り欠き３３のスリット３３ａに沿って下方から嵌合する。次いで、上ケース３０のフランジ部３１の下面に下ケース２０のフランジ部２１の上面を、振動溶着により固定する。これによりオイルミストセパレータ１０１の組立が完了する。

図３に示すように、下ケース２０の上面には、切り欠き３３に対応する位置に凹状のスリット２０ａが設けられており、下ケース２０の取付時において、セパレータユニット１０２の下端部がスリット２０ａに嵌合する。より具体的には、図４Ａ，図４Ｂに示すように、上流プレート４０のプレート部４１の後面４１ｂの下端部および下流プレート５０のフランジ部５３の前面の下端部には、それぞれ左右方向全域にわたってフランジ面４１ｄ，５３ｄが形成される。フランジ面５３ｄは、フランジ部５３の下端から連結部５４６，５４７の下面にかけて形成され、フランジ面４１ｄは、フランジ面５３ｄと上下方向同一長さに形成される。これらフランジ面４１ｄ、５３ｄがスリット２０ａに沿って嵌合する。

このようにスリット３３ａ，２０ａに沿ってセパレータユニット１０２を嵌合することで、セパレータユニット１０２をケース２０，３０に対し精度よく位置決めして装着できるとともに、セパレータユニット１０２をケース２０，３０に強固に固定できる。オイルミストセパレータ１０１の組立が完了した状態では、下流プレート５０の下端部、すなわちプレート部５１の下面と連結部５４（５４６，５４７）の下面とが下ケース２０の上面に当接する。これにより、下流プレート５０の下方を通過するブローバイガスの流れが抑制される。

次に、本実施形態に係るオイルミストセパレータ１０１による動作の一例を説明する。図３に示すように、貫通孔２２を介して第１空間ＳＰ１に流入したオイルミストを含むブローバイガスは、セパレータユニット１０２の上流プレート４０の貫通孔４３を通過して繊維材６０の後面６２から繊維材６０の内部に流入する。このブローバイガスは、貫通孔４３で流路が絞られるために高速の流れとなって、繊維材６０を後面６２から前面６１にかけて貫通した後に、下流プレート５０のプレート部５１に衝突する。

このとき、ブローバイガスに含まれるオイルミストは、繊維材６０の繊維に付着して捕捉される。そして、捕捉されたオイルミストは、ガスの流れに沿って後方に移動しながら粗大化してオイルの塊となり、プレート部５１の後面５１ｂのリブ５５の隙間に沿って下方に滴下する。あるいは、後面５１ｂに到達する前に大きな液滴に成長した段階で、オイルが下方へ滴下する。これによりブローバイガスからオイル成分が分離される。分離されたオイルは、下ケース２０の膨出部２３の空間ＳＰ３に導かれた後、貫通孔２４を介してクランク室５ａに戻される。

一方、繊維材６０を通過してオイルミストが除去されたブローバイガスは、主にプレート部５１と繊維材６０の前面６１との隙間を通って左右方向に流れ、第２空間ＳＰ２に流入する。なお、オイルミストが除去されたブローバイガスの一部は、繊維材６０の左右側面６５，６６を通って第２空間ＳＰ２に流入する。図８に示すように、繊維材６０の左右側方の連結部５４１，５４４は、スペーサ４２２，４２４と重なる位置に設けられるため、左右側方に流出するブローバイガスの流路面積の減少が抑えられ、ブローバイガスを効率よく流すことができる。この場合、ブローバイガスから分離したオイルは、リブ５５に沿って滴下するため、ブローバイガスの流れに沿ってプレート部５１の後側の左右側方からオイルが流出すること、すなわちオイルの巻き込みを、リブ５５によって抑えることができる。第２空間ＳＰ２に流入したブローバイガスは、パイプ部３４を介して流出し、エンジン１の燃焼室に戻される。

なお、図１に示すように、エンジン１の後側のヘッド部３Ｒに配置されたオイルミストセパレータ１０１Ｒの内部空間には、非過給時に、通路１２を介して新気が導入される。このとき、上述したのとは逆方向に、すなわち第２空間ＳＰ２から第１空間ＳＰ１へとセパレータユニット１０２を介して新気が流れる。この際、繊維材６０の側方の連結部５４などが整流板として機能し、新気をスムーズに第１空間ＳＰ１まで導くことができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）セパレータユニット１０２は、エンジン１で発生したブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するように構成される。より具体的には、セパレータユニット１０２は、ブローバイガスの流れ方向の上流側に設けられ、ブローバイガスが通過する貫通孔４３を有する上流プレート４０と、ブローバイガスの流れ方向の下流側に設けられ、ブローバイガスが衝突するプレート部５１を有する下流プレート５０と、上流プレート４０に対向する後面６２と下流プレート５０に対向する前面６１とを有するとともに、所定厚さの略矩形状に形成され、貫通孔４３を通過したブローバイガスに含まれるオイルミストを捕捉する繊維材６０と、を備える（図４Ａ，図４Ｂ）。上流プレート４０は、繊維材６０の後面６２に対向するプレート部４１の前面４１ａと、前面４１ａの周縁部に設けられた略コ字状の上下一対の凹部４６，４７と、を有する（図４Ｂ）。下流プレート５０は、凹部４６，４７にそれぞれ嵌合する上下一対のフランジ部５２，５３を有する（図４Ｂ）。

この構成により、セパレータユニット１０２の剛性、特に周縁部１０２ａの剛性が向上するとともに、下流プレート５０を上流プレート４０に対し精度よく位置決めして保持することができる。すなわち、プレート部４１とフランジ部５２，５３とを重ね合わせるだけで、上流プレート４０と下流プレート５０を容易に一体化して保持することができる。したがって、上流プレート４０と下流プレート５０と繊維材６０の、互いの相対位置関係を良好に保つことができ、オイルミストの十分な分離効果を得ることができる。

（２）下流プレート５０は、繊維材６０の前面６１に対向するプレート部５１の後面５１ｂと、貫通孔４３の通過後のブローバイガスの流れ方向（前後方向）に沿って延在し、一端部（後端部）がフランジ部５２，５３に接続され、他端部（前端部）がプレート部５１の後面５１ｂに接続された連結部５４と、をさらに有する（図４Ａ）。このように連結部５４を前後方向に延設することで、ブローバイガスの流れ方向を規制することができ、貫通孔４３の通過後のブローバイガスの前後方向の流れを促進できる。また、幅方向（左右方向）における繊維材６０の位置ずれを防止することができ、オイルミストの分離機能が向上する。さらに、連結部５４は、非過給時にオイルミストセパレータ１０１に新気が導入された場合の整流機能を実現できる。

（３）連結部５４は、後端部が、略コ字状に延在するフランジ部５２，５３の長手方向端部、すなわちフランジ部５２の左右下端部およびフランジ部５３の左右上端部に接続され、前端部がプレート部５１の後面５１ｂに接続された複数の連結部５４１，５４２，５４４，５４５を有する（図７）。これにより、プレート部５１から離れてフランジ部５２，５３を設ける場合における下流プレート５０の剛性を高めることができる。

（４）上流プレート４０は、プレート部４１の前面４１ａから突設され、繊維材６０の後面６２を支持するスペーサ４２を有する（図４Ｂ）。連結部５４１，５４２，５４４，５４５は、セパレータユニット１０２を左右側方から見たときにスペーサ４２と重なるように、スペーサ４２の突出方向に対し略平行（前後方向）に延設される（図８）。これにより、左右側方に流出するブローバイガスの流路面積の減少が抑えられ、ブローバイガスを効率よく流すことができる。また、左右側方から新気が導入される場合の流路面積の減少も抑えられ、新気をスムーズに流すことができる。

上記実施形態は種々の形態に変更することができる。以下、変形例について説明する。図９Ａは、本実施形態の変形例に係るセパレータユニット１０２Ａの正面図であり、図９Ｂは、図９Ａを左右方向中央の軸線（Ｂ-Ｂ線）に沿って切断した断面図である。変形例においては、上流プレート４０のプレート部４１の構成が上述したものと異なる。すなわち、図９Ａ，図９Ｂに示すように、プレート部４１の後面４１ｂには、貫通孔４３の周囲に全周にわたって後方に突出した突出部４１１が設けられ、突出部４１１によりプレート部４１の前後方向長さ（板厚）が厚くなっている。すなわち、突出部４１１により、ブローバイガスの流れ方向に沿った貫通孔４３の厚さを増大するように厚肉部が構成される。

これにより、貫通孔４３の前後方向の長さが長くなり、貫通孔４３によるブローバイガスの良好な整流効果が得られる。すなわち、貫通孔４３を前後方向に長尺化することにより、ブローバイガスは貫通孔４３により整流されて前方に流れるようになるため、貫通孔４３を通過したブローバイガスを全て繊維材６０に流入させることができる。その結果、オイルミストの分離効果を高めることができる。なお、プレート部４１の後面４１ｂではなく前面４１ａに貫通孔４３を包囲するように突出部を設けて、厚肉部を構成してもよい。

なお、上記実施形態では、上流プレート４０と下流プレート５０との間に、上流プレート４０に対向する後面６２（第１面）と下流プレート５０に対向する前面６１（第２面）とを有する繊維材６０を配置したが、繊維材６０以外を多孔質材として用いることもできる。例えば金属やセラミック等を構成材とした網状構造などを、多孔質材として採用することができる。

上記実施形態では、ブローバイガスの流れ方向の上流側に、繊維材６０の後面６２に対向する前面４１ａ（上流側対向面）を有する上流プレート４０を上流側部材として設けたが、上流側部材の構成は上述したものに限らない。例えば、プレート部４１に設けた貫通孔４３、すなわちブローバイガスが通過する開口部は、複数であってもよい。開口部は貫通孔ではなく、プレート部４１の周縁部から延設された切り欠きであってもよい。上記実施形態では、ブローバイガスの流れ方向の下流側に、繊維材６０の前面６１に対向するプレート部５１の後面５１ｂ（下流側対向面）を有する下流プレート５０を、下流側部材として設けたが、下流側部材の構成は上述したものに限らない。

上記実施形態では、プレート部４１，５１と繊維材６０とを上下方向に細長形状に構成したが、左右方向に細長形状としてもよい。あるいは略正方形状に構成してもよい。したがって、下流側部材に上下一対ではなく左右一対のフランジ部を設けてもよく、これに対応して上流側部材に左右一対の凹部を設けるようにしてもよい。上記実施形態では、上流プレート４０の凹部４６，４７と下流プレート５０のフランジ部５２，５３とを、それぞれ略コ字状に形成したが、セパレータユニットの組立時に多孔質材の外側を通るようにフランジ部が形成され、これに対応して凹部が形成されるのであれば、フランジ部と凹部の形状は上述したものに限らない。例えばフランジ部と凹部とが略Ｕ字状であってもよい。上記実施形態では、略コ字状に延在するフランジ部５２，５３の長手方向の両端部に連結部５４を接続するようにしたが、連結部の接続位置は上述したものに限らない。

上記実施形態（図８）では、第２スペーサ４２２と第４スペーサ４２４の左右方向外側に、側面視でスペーサ４２２，４２４の全体を覆うように連結部５４１，５４４を構成したが、スペーサ４２２，４２４と重なるように構成されるのであれば、スペーサ４２２，４２４の全体ではなく一部のみを覆うように連結部５４１，５４４を構成してもよい。例えば、スペーサ４２２，４２４の上下方向長さ（板厚）が連結部５４１，５４４の上下方向長さより長くてもよい。

上記実施形態では、セパレータユニット１０２を上ケース３０と下ケース２０のスリット３３ａ，２０ａに沿って嵌合するようにしたが、セパレータユニットの取付方法はこれに限らない。例えば溶着等によりセパレータユニットをケースに固定するようにしてもよい。上記実施形態では、セパレータユニット１０２を有するオイルミストセパレータ１０１をエンジン１の上部に設けたが、他の位置に設けることもできる。上記実施形態では、過給機を有する車両のＶ型エンジンにセパレータユニットを適用したが、Ｖ型以外および過給機を有しないエンジンにも同様に適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ エンジン、４０ 上流プレート、４１ プレート部、４１ａ 前面、４２ スペーサ、４３ 貫通孔、４６，４７ 凹部、５０ 下流プレート、５１ プレート部、５２，５３ フランジ部、５４ 連結部、６０ 繊維材、６１ 前面、６２ 後面、１０１ オイルミストセパレータ、１０２，１０２Ａ セパレータユニット、４１１ 突出部

Claims (3)

1. 内燃機関で発生したブローバイガスに含まれるオイルミストを分離するオイルセパレータユニットであって、
   ブローバイガスの流れ方向の上流側に設けられ、ブローバイガスが通過する開口部を有する上流側部材と、
   ブローバイガスの流れ方向の下流側に設けられ、ブローバイガスが衝突する衝突部を有する下流側部材と、
   前記上流側部材に対向する第１面と前記下流側部材に対向する第２面とを有するとともに、所定厚さの略矩形状に形成され、前記開口部を通過したブローバイガスに含まれるオイルミストを捕捉する多孔質材と、を備え、
   前記上流側部材は、前記第１面に対向する上流側対向面と、前記上流側対向面の周縁部に設けられた略Ｕ字状ないし略コ字状の一対の凹部と、を有し、
   前記下流側部材は、前記一対の凹部にそれぞれ嵌合する略Ｕ字状ないし略コ字状の一対のフランジ部を有するとともに、前記第２面に対向する下流側対向面と、前記開口部の通過後のブローバイガスの流れ方向に沿って延在し、一端部が、略Ｕ字状ないし略コ字状に延在する前記一対のフランジ部の端部に接続され、他端部が前記下流側対向面に接続された複数の連結部と、を有し、
   前記上流側部材は、前記上流側対向面から突設され、前記第１面を支持する複数のスペーサをさらに有し、
   前記複数の連結部は、前記多孔質材の側面を支持する支持面を有するとともに、前記オイルセパレータユニットを側方から見たときに前記複数のスペーサと重なるように、前記複数のスペーサの突出方向に対し略平行に延設されることを特徴とするオイルセパレータユニット。
2. 請求項１に記載のオイルセパレータユニットにおいて、
   前記複数のスペーサは、前記開口部の幅方向の両側に配置され、
   前記複数の連結部は、前記複数のスペーサの幅方向の外側に配置されることを特徴とするオイルセパレータユニット。
3. 請求項１または２に記載のオイルセパレータユニットにおいて、
   前記上流側部材は、ブローバイガスの流れ方向に沿った前記開口部の厚さを増大するように前記開口部の周囲に厚肉部を有することを特徴とするオイルセパレータユニット。

Images